灵感源于蟑螂的搜救机器人(救援机器人的脚上填充咖啡可以帮助它走得更快)

咖啡除了我们日常饮用之外,在工业上也有着很多的应用,今天就来和大家聊聊咖啡渣在工业设计的应用也是大有用处哦。

灵感源于蟑螂的搜救机器人(救援机器人的脚上填充咖啡可以帮助它走得更快)(1)

前不久加州大学圣地亚哥分校(以下称其为“UCSD”)的雅各布斯工程学院的机器人专家明确指出,烘焙过的咖啡渣是一种用来填充附着在步行机器人脚上的小橡胶靴的理想材料。这些机器人主要作为星际探险者和穿越危险灾难地点的搜索和救援工具,通过实验证明咖啡渣的填充帮助机器人可以更柔性缓冲的方式行走在粗糙的地面上(例如木屑或砾石)而且速度会比普通机器脚快40%。

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UCSD团队设计的每只机器人脚都由一个弹性乳胶球并带有内部支撑结构组成,该乳胶球装有松散干燥的咖啡渣,当机器人抬起并移动时,机器脚保持柔软,但当脚踩落地的时候,这些机器脚会符合踩到的任何东西的形状,然后通过一种被称为“颗粒干扰”的现象变得僵硬。你可以理解当机器脚在抬脚移动过程中,松散的咖啡渣就好比像液体一样流动,但当落地后会依照落地附着的东西形状“定型”,就好比一包抽真空的咖啡粉,这在我们平时买的那种真空包装的咖啡粉也能感受到硬邦邦的像个砖头,但当你释放开来,也就变得松散了。

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在机器人行走时的重量下,落地坚固稳定,这有助于机器人在平坦的地形上。然而这种可以跟随落地凹凸起伏的地形有对应的变化,也就是所谓的这种“颗粒干扰”技术,发生在尖锐和不平坦的表面上,就显得尤为具有应用价值。当机器脚在乳胶球踩到不平整的地面时,符合其踩下的形状后将空气抽真空出来,使其拥有附着行走力,可以确保机器人向前移动。咖啡脚为机器人提供了更好的牵引力、更高的速度和更少的行走力。

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那么也许有人问了,为何机器脚的填充物一定要用咖啡渣呢?根据科学家的说法,咖啡是这种应用的合适选择,因为它轻便且造价成本相对便宜。这个研究小组是定向和咖啡品牌Folgers(福爵咖啡,美国加州最常见的咖啡品牌,在该州的咖啡市场中占到了21.6%的份额)合作,研究小组在他们的机器人脚上安装了经典的预研磨中度烘焙的咖啡,当然这个尝试的诞生是因为某种程度上也是出于方便,毕竟咖啡是他们平日里实验室里经常可以看到的东西。

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当然除此之外,填充的咖啡渣的研磨颗粒度也是比较重要的,在粗颗粒研磨的咖啡渣中颗粒具有很高的摩擦力,并且颗粒存在一些形状的随机性,有助于增强咖啡压缩时的干扰效果。与研磨更细的咖啡豆相比,粗糙研磨的咖啡有助于增加颗粒干扰效果,因为粗研磨过程中,咖啡粉研磨过程中粗细都会产生,因此较小的颗粒可以帮助填补较大颗粒中的空隙,并在抽真空时可以更坚固。

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